Какую массу карбоната калия нужно использовать для реакции с серной кислотой, чтобы получить 3 литра оксида углерода (4) при выходе 90%?

Химия 11 класс Реакции с кислотами и основаниями Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно пройти несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определение количества вещества CO2

Сначала мы должны узнать, сколько молей оксида углерода (IV) нам нужно получить. Мы знаем, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 литра. Таким образом, чтобы найти количество молей CO2 в 3 литрах, используем следующую формулу:

• Количество молей CO2 = Объем CO2 / Объем 1 моля газа
• Количество молей CO2 = 3 литра / 22,4 литра/моль ≈ 0,134 моль

Шаг 2: Учет выхода реакции

Так как выход реакции составляет 90%, это означает, что мы получим только 90% от теоретически возможного количества CO2. Чтобы найти теоретическое количество молей CO2, которое нам нужно, мы делим количество молей, которое мы хотим получить, на выход:

• Теоретическое количество молей CO2 = 0,134 моль / 0,9 ≈ 0,149 моль

Шаг 3: Определение количества карбоната калия

Теперь мы должны выяснить, сколько карбоната калия (K2CO3) нам нужно для получения 0,149 моль CO2. Реакция между карбонатом калия и серной кислотой выглядит следующим образом:

• K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + CO2↑

Из уравнения видно, что 1 моль K2CO3 дает 1 моль CO2. Следовательно, нам нужно 0,149 моль K2CO3.

Шаг 4: Расчет массы карбоната калия

Теперь мы можем рассчитать массу карбоната калия, используя его молярную массу. Молярная масса K2CO3 составляет:

• 2 * 39,1 (K) + 12,0 (C) + 3 * 16,0 (O) = 138,2 г/моль

Теперь мы можем найти массу K2CO3, необходимую для реакции:

• Масса K2CO3 = Количество молей K2CO3 * Молярная масса K2CO3
• Масса K2CO3 = 0,149 моль * 138,2 г/моль ≈ 20,6 г

Шаг 5: Учет выхода реакции

Так как мы учитываем выход реакции, нам нужно увеличить количество K2CO3 на 10%, чтобы получить нужное количество. Таким образом, окончательная масса K2CO3 будет:

• Окончательная масса K2CO3 = 20,6 г / 0,9 ≈ 22,9 г

Ответ: Для получения 3 литров оксида углерода (IV) при выходе 90% нужно использовать приблизительно 22,9 грамма карбоната калия.